Если количество водяного пара в воздухе больше, чем в насыщенном паре при данной температуре, то говорят, что воздух пересыщен водяными парами.
Пересыщенное состояние воздуха является неустойчивым, поскольку в нем не может содержаться такое количество воды. Следовательно, при малейшей возможности избыток воды сконденсируется. Этот процесс лежит в основе образования тумана, облаков и дождя. Для начала конденсации необходимы любые твёрдые частицы или капельки жидкости, которые могут служить зародышами для последующего выделения на них воды.
В природе пересыщенное состояние обычно не наблюдается ввиду наличия в атмосфере большого количества различных пылинок, частичек сажи и тому подобного, которые и служат центрами конденсации.
Однако на больших высотах в атмосфере, где мало центров конденсации, это состояние пара может реализовываться. Вследствие этого за летящим самолётом образуется хорошо видимый след, вызванный конденсацией пересыщенного пара на частичках сгоревшего топлива.
Для определения влажности воздуха и точки росы используются приборы, называемые, в зависимости от принципа действия, гигрометрами (от греческого влажный) или психрометрами (от греческого холодный).
Гигрометры Психрометры
Считается, что первый гигрометр был создан в одна тысяча семьсот восемьдесят третьем году швейцарским геологом Орасом де Соссюром. Его действие было основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину при изменении влажности. Поэтому такой гигрометр принято называть волосяным.
В нём один конец волоса прикреплён к раме, а другой конец обёрнут вокруг ролика и соединён с грузом. Груз держит волос в натянутом состоянии. При изменении длины волоса ролик начинает вращаться и приводит в движение стрелку. Шкала такого гигрометра проградуирована так, что по положению стрелки можно определить относительную влажность воздуха.
Первый психрометр был создан в одна тысяча восемьсот двадцать восьмом году немецким физиком Эрнстом Августом. Психрометр служит для определения относительной влажности воздуха и его температуры.
Он состоит из двух одинаковых термометров, один из которых сухой, а другой — влажный. Чем ниже влажность воздуха, тем интенсивнее происходит испарение с поверхности влажного термометра, вследствие чего его температура понижается. Разность показаний термометров служит мерой относительной влажности, которая определяется по специальным психрометрическим таблицам:
Вблизи земной поверхности относительная влажность воздуха колеблется от ста процентов во влажных тропических лесах, до двух стотысячных процента в Антарктиде.
Наиболее комфортно люди чувствуют себя при влажности в 40% — 50%. Если влажность воздуха ниже 40%, то он считает сухим. Нормальным — при влажности от 60% до 80%. И влажным, если его относительная влажность превышает 80%. При высокой влажности в жаркий день испарение влаги с поверхности кожи уменьшается. При низкой влажности, напротив, вследствие испарения сохнет кожа и обезвоживаются слизистые оболочки человека. Вследствие чего повышается вероятность простудных заболеваний.
Контроль влажности воздуха важен для сохранности произведений искусства. В теплицах и оранжереях — для поддержания нужного режима растениям. Также контроль влажности важен при проектировании сооружений, машин и различных механизмов.
Пример решения задач
Задача. В 6 м3 воздуха при температуре 30 оС находится 42 г водяного пара. Найдите относительную влажность воздуха.
